光學(xué)檢測的綜述

1、光學(xué)檢測的綜述光學(xué)檢測的綜述摘要隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)的發(fā)展，測量檢測技術(shù)在自動化生產(chǎn)、質(zhì)量控制、 機器人視覺、反求工程、 CAD/CAM 以及生物醫(yī)學(xué)工程等方面的應(yīng)用日益重要。 傳統(tǒng)的接觸式測量技術(shù)存在測量力、測量時間長、需進行測頭半徑的補償、不能測量彈性或脆性材料等局限性，因而不能滿足現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要。近年來由于光學(xué)非接觸式測量技術(shù)克服了上述缺陷， 其非接觸、 高效率、 高準(zhǔn)確度和易于實現(xiàn)自動化的特點， 成為近年來測量技術(shù)研究的熱點。

2、 本文介紹了多種基于各種測量原理的光學(xué)檢測方法。關(guān)鍵詞 :光學(xué)檢測；三維測量 ; 數(shù)字相移 ; 1. 光電檢測技術(shù)光電檢測技術(shù)以激光、 紅外、 光纖等現(xiàn)代光電器件為基礎(chǔ)， 通過對載有被檢測物體信號的光輻射（發(fā)射、反射、衍射、折射、透射等）進行檢測，即通過光電檢測器件接收光輻射并轉(zhuǎn)換為電信號。由輸入電路、放大濾波等檢測電路提取有用的信息，再經(jīng)過 A/D 變換接口輸入微型計算機運算、處理，最后顯示或打印輸出所需檢測物體的幾何量或物理量 [1

3、]。如圖 1 所示光電檢測系統(tǒng)的組成。圖 1 光電檢測系統(tǒng)光電檢測技術(shù)的特點：– 高精度：從地球到月球激光測距的精度達到 1 米。– 高速度：光速是最快的。– 遠距離、大量程：遙控、遙測和遙感。– 非接觸式檢測：不改變被測物體性質(zhì)的條件下進行測量。– 壽命長：光電檢測中通常無機械運動部分，故測量裝置壽命長。– 數(shù)字化和智能化：強的信息處理、運算和控制能力。光學(xué)檢測的綜述– 紅外系統(tǒng)多用于軍事 ,有大氣窗口 ,需要特種探測器。– 可見光

4、系統(tǒng)多用于民用點探測 /面探測系統(tǒng) (按接受系統(tǒng)分 ) – 用單元探測器接受目標(biāo)的總輻射功率。– 用面接受元件測量目標(biāo)的光強分布。模擬系統(tǒng) /數(shù)字系統(tǒng) (按調(diào)制和信號處理方式分 ) 直接檢測 /相干檢測系統(tǒng) (按光波對信號的攜帶方式分 ) – 直接檢測 : 無論是相干或非相干光源， 都是利用光源發(fā)射的光強攜帶信息。 光電探測器直接把接受到的光強的變化轉(zhuǎn)換為電信號的變化， 然后， 用解調(diào)電路檢出所攜帶的信息。– 相干檢測 : 利用光波的振

5、幅、頻率、相位攜帶信息，而不是光強。因為用光波的相干原理，只能用相干光。類似于無線電外茶檢測，故又稱光外差檢測。2. 光學(xué)掃描檢測技術(shù)光學(xué)系統(tǒng)的光束傳播方向隨時間變化而變化， 這種光學(xué)系統(tǒng)稱為光學(xué)掃描系統(tǒng)。 掃描技術(shù)是 70 年代中期以后出現(xiàn)的一種新的動態(tài)檢測測試技術(shù)。它主要利用白光或激光形成對被測對象的掃描運動， 配合光電器件， 電子技術(shù)與計算機， 構(gòu)成各種精密測試方法。 這種技術(shù)適合于作精密自動檢測與遠距離檢測， 特別適宜于對彈性體

6、、 柔性體、高溫物體作精密測量。近年來這種光掃描技術(shù)發(fā)展很快，其主要原因是：（1）激光器的商品化，即價格大幅度降低，壽命增加，在產(chǎn)品上完全可能應(yīng)用。（2）光電子技術(shù)的迅猛發(fā)展。數(shù)字顯示，微計算機的大批量生產(chǎn)與應(yīng)用。（3）體積小，作業(yè)效率高。光學(xué)掃描技術(shù)包括：1）激光掃描技術(shù)2）相位調(diào)制掃描技術(shù)3）光掃描定位技術(shù)4）表面特征檢測掃描技術(shù)。激光掃描技術(shù)激光掃描檢測的原理主要是利用激光束的掃描運動來檢測物體的幾何尺寸， 具體來說就是利用激光束